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以太网中链路故障检测技术的研究与实现

作　者: 韩倩
导　师: 程友清
学　校: 武汉邮电科学研究院
专　业: 通信与信息系统
关键词: 以太网物理链路逻辑链路单向链路检测双向转发检测
分类号: TP393.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 8次
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内容摘要

随着计算机技术与通信行业的蓬勃发展，以太网的传输速率迅速提高，其使用领域也从局域网发展到城域网，以太网承载的业务量越来越大，因此对以太网的可靠性和可用性要求也越来越高。而物理或逻辑链路上的故障会造成网路业务的中断，尽可能的减少故障的出现和故障的快速检测及恢复是以太网相关技术研究的一个重点。据研究统计，在以太网中，超过百分之八十的故障都是由于链路上的故障引起的。本论文主要研究以太网链路中比较常见的一类故障——单向链路故障、以及双向转发出现的故障。单向链路故障通常为物理线路故障，有一定的隐蔽性，故障通常会引起一系列的问题，例如，影响MSTP协议环路检测致使网络产生环路。而双向转发故障多为逻辑链路的故障，例如网络中某一条三层转发逻辑链路出现故障，之前双向转发故障检测主要应用在三层转发上，链路故障检测功能一般需要与其他协议联动才能达到快速故障恢复的目的，本文则着重研究链路故障检测本身的实现机制。本论文对单向故障发生的现象、引起的问题以及产生的原因意义分析，提出解决该故障的方法。通过单向链路故障检测消除单向链路故障，避免网络产生环路，引起广播风暴。对双向转发检测协议的实现原理、工作模式等进行了详解的介绍，且同时实现了双向转发检测协议在网络层以及数据链路层的应用。本文研究的单向链路检测和双向转发检测功能在烽火公司系列二、三层交换机上得到了应用，达到了毫秒级的检测时间，效果良好。本论文第一章首先通过阐述以太网的产生背景引出对以太网链路的故障的讨论，分析以太网链路故障的基础上，对逻辑故障、链路故障引起不同的问题提出相应的解决方案。第二章针对单向链路故障提出了单向链路故障检测的解决方案，并对UDLD协议进行了详细的介绍。介绍了双向转发检测机制的相关原理及工作过程，在通过分析目前实现了网络层的双向转发检测机制，并创新的提出基于数据链路层的方案。第三章介绍了UDLD协议的总体设计方案、实现了协议的相关功能。对基于网络的BFD协议和基于数据链路层的BFD协议进行了具体的实现。第四章对两个协议进行了系统的测试。第五章对全文进行了总结。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-18
  1.1 本课题研究的目的及意义  9-10
  1.2 以太网链路故障介绍  10-16
    1.2.1 水平工作区链路故障和垂直主干区链路故障  10-11
    1.2.2 物理链路故障和逻辑链路故障  11-13
    1.2.3 断路、单向、环路链路故障  13-16
  1.3 以太网链路故障检测技术和方法  16-18
第2章链路故障检测机制理论分析  18-36
  2.1 单向链路故障检测技术研究  18-31
    2.1.1 概述  18-19
    2.1.2 工作状态  19
    2.1.3 工作模式  19-20
    2.1.4 工作原理  20-23
    2.1.5 状态转换  23-25
    2.1.6 详细过程  25-31
  2.2 双向转发检测机制研究  31-36
    2.2.1 概述  31
    2.2.2 实现原理  31-32
    2.2.3 检测模式  32
    2.2.4 工作状态  32-33
    2.2.5 建立会话  33-34
    2.2.6 实例说明  34-35
    2.2.7 创新点  35-36
第3章链路故障检测机制的实现  36-60
  3.1 单向链路故障检测的实现  36-46
    3.1.1 总体结构和模块外部设计  36-37
    3.1.2 功能分配  37-38
    3.1.3 数据报文  38-41
    3.1.4 全局结构  41-42
    3.1.5 端口结构  42-43
    3.1.6 邻居结构  43
    3.1.7 接口设计  43-45
    3.1.8 网管配置  45-46
  3.2 双向转发检测机制的实现  46-60
    3.2.1 总体结构和模块外部设计  46-47
    3.2.2 功能分配  47-48
    3.2.3 数据报文  48-51
    3.2.4 全局结构  51-52
    3.2.5 端口结构  52-53
    3.2.6 会话结构  53-55
    3.2.7 路径结构  55-56
    3.2.8 接口设计  56-58
    3.2.9 网管配置  58-60
第4章链路故障检测测试方案  60-65
  4.1 单向链路故障检测的相关测试  60-63
  4.2 双向转发检测机制的相关测试  63-65
第5章总结与展望  65-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文  70-71
附录 2 主要英文缩写语对照表  71

以太网中链路故障检测技术的研究与实现

内容摘要

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